Курсовая работа: Прогнозирование и оценка последствий завалов

где d– толщина стены здания;

r– плотность материала;

g– ускорение свободного падения.

Сопротивление воздушного потока вертикальному движению можно описать зависимостью

, (8)

где С_у – коэффициент сопротивления (С_у = С_Х );

F_H – площадь горизонтального сечения обломка;

y² (t) – вертикальная скорость обломка в момент времени t.

Тогда движение обломка можно описать системой уравнений

, (.9)

где m = F_Л * d* r– масса обломка.

Расчеты по формуле (9) и данные натурных завалов показывают, что дальность разлета обломков при минимальном давлении, вызывающем полное разрушение стен зданий, приближенно составляет

, (Н - высота здания).

Дальность разлета обломков при землетрясениях

При землетрясениях дальность разлета обломков рассчитывается из условия, что угол наклона боковых сторон обелиска равен углу естественного откоса. Исходя из этого условия, дальность разлета обломков составляет

, м (Н- высота зданий).

Подведя итоги, можно рекомендовать, при оперативном прогнозировании заваливаемости улиц и подъездных путей, дальность разлета обломков принимать равной (м):

при авариях со взрывом – L= H; (10)

при землетрясениях – L= H/3. (11)

Высота завалов

Высота завалов при взрывах.

Высота завала (h) - расстояние от уровня земли до максимального уровня обломков в пределах контура здания.

Основными факторами, определяющими высоту завала, являются этажность здания и величина действующего давления во фронте воздушной ударной волны. Чем больше давление, тем дальше разлетаются обломки, что приводит к уменьшению высоты завала (рис.2). Максимальной по величине высота завала будет в том случае, если на здание действует минимальное давление, вызывающее разрушение стен здания. За минимальное давление обычно принимают DР_Ф = 0,05 МПа.

Высоту завала можно определить из условия равенства объема образовавшегося завала

, (12)

и объема обелиска

, (13)

где А, В, Н – длина, ширина и высота здания;

у – объем завала на 100 м³ объема здания;

h– высота завала;

L– дальность разлета обломков;

А_ЗАВ , В_ЗАВ – длина и ширина завала

А_ЗАВ = A+ 2L; B_ЗАВ = B+ 2L(при взрыве внутри здании)

A_ЗАВ = A+ L; B_ЗАВ = B+ L(при взрыве вне здания) (14)

При расчете высоты завала по формуле (2.13) дальность разлета обломков для аварий со взрывом рекомендуется принимать равной половине высоты здания (L= Н/2).

Рис. 2. Расчетная схема образования завала при различных давлениях во фронте воздушной ударной волны

Н₁ , h_n , 1₁ , 1_n – соответственно высота и длина завала;

DP₁ , DP_i , DP_n – значения давлений (DP₁ <DP_i <DP_n );

В – размер здания.

Высота завала на различных расстояниях х : от здания зависит от высоты завала в пределах контура здания и дальности l разлета обломков

Показатель g в формуле (12) при ориентировочных расчетах рекомендуется принимать равным: